Научная статья на тему 'Теоретические аспекты селективного извлечения микрокомпонентов из подземных рассолов Сибирской платформы'

Теоретические аспекты селективного извлечения микрокомпонентов из подземных рассолов Сибирской платформы Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
163
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Зелинская Елена Валентиновна

Рассмотрено влияние форм нахождения микрои макрокомпонентов в крепких хлоридно-кальциевых рассолах Сибирской платформы на возможность их селективного извлечения в технологических процессах. Выявлены зави-симости физических, структурно-химических, термодинамических характеристик рассолов и содержащихся в них компонентов от общего солесодержания. Установлены значения минерализации, при которых происходит измене-ние свойств системы и степени гидратированности ионов стронция и кальция. Разница в способности ионов к гид-ратации предопределяет селективность их извлечения методами ионного обмена и ионной флотации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Теоретические аспекты селективного извлечения микрокомпонентов из подземных рассолов Сибирской платформы»

Е.В.Зелинская

Теоретические аспекты селективного извлечения микрокомпонентов из подземных рассолов Сибирской платформы

Подземные хлоридно-кальциевые рассолы с высоким содержанием таких ценных компонентов, как литий, стронций, бром, рубидий имеют широкое региональное распространение на территории Сибирской геологической платформы. Одной из основных причин, сдерживающих их использование в качестве гидроминерального сырья, является сложность технологических схем, вызванная высокой общей минерализацией вод, достигающей 400-600 г/дм3, поликом-понентностью состава, значительной разницей в концентрациях содержащихся в них макро- и микрокомпонентов и необходимостью селективного выделения металлов с близкими свойствами,

В связи с этим основной задачей исследования являлось теоретическое обоснование возможности технологического решения проблемы селективного извлечения микрокомпонентов, в частности, стронция, из крепких рассолов.

Разработать методы и приемы переработки рассолов и корректно трактовать получаемые результаты невозможно без изучения свойств рассолов, которые представляют собой концентрированные растворы электролитов. Особое их положение заключается в том, что высокая концентрация растворенных в системе компонентов приводит к нарушению структуры воды (растворителя). В результате происходит изменение свойств раствора и поведения компонентов в этом растворе, что влияет на его технологические свойства и возможность извлечения из него компонентов.

Расчеты модельных составов индивидуальных растворов хлорида стронция и хлорида кальция показали, что конкретное состояние растворенного вещества зависит от концентрации раствора (рис.1,2).

Содержание стронция в форме Зг24" увеличивается с ростом молярности раствора по хлориду стронция прямо пропорционально, зависимость же содержания иона Са2+ проходит через максимум, то есть при содержании хлорида кальция более 2 моль/л резко снижается количество свободных ионов кальция в растворе. Для рассолов по кальцию наблюдается аналогичная зависимость, но увеличение закомплексованности начинается при минерализации 40-50 г/л, т.е. при содержании 1 моль/л кальция. Зависимость содержания свободного иона стронция в

Зависимость содержания 5г2+ от концентрации БгСЬ в растворе

О 0,25 0,5 0,75 1

Концентрация хлорида стронция, моль /л

Рис. 1

Зависимость содержания Са2+ от концентрации СаС12 в растворе

о

и

0 2 4 6

Концентрация хлорида кальция, моль/л

Рис. 2

Изменение концентрации иона Бг2+ в рассоле с ростом его общего содержания

1 ........ __________ .......

[

.-------

г У

! /

I / И-

2500 5000 7500 10000 12500 15000 Концентрация стронция в расслое, мг/л Рис. 3

рассолах иная, чем в индивидуальных растворах. В области, соответствующей общей минерализации в пределах 500-550 г/л (СБг =2500-4000 мг/л) наблюдается резкое увеличение количества свободных ионов стронция. Интересно, что в данной области минерализации (она соответствует концентрации кальция 100 г/л) стабилизируется количество свободных ионов кальция (рис. 3,4).

Зависимость степени закомплексованности от минерализации раствора увеличивается для кальция с ростом минерализации от 0 до 95 %, для стронция - от 0 до 3,5 %. В природных рассолах для кальция наблюдается аналогичная зависимость, а вот степень закомплексованности стронция меняется с изменением состава рассола. Это объясняется значительно большей чувствительностью форм нахождения соединений стронция к влиянию общего солевого фона, чем более гидратирующего иона кальция (рис. 5,6).

Это позволило сделать вывод об усилении различий в свойствах ионов в рассолах с ростом минерализации и значительном влиянии солевого фона на формы нахождения ионов в рассолах, что послужило предпосылкой для детального изучения изменения свойств рассолов с ростом их минерализации и выявления условий, способствующих селективному извлечению из рассолов металлов с близкими свойствами.

Рассматривая рассолы как физико-химическую систему, следует отметить общую направленность в изменении их состава от хлоридных натриевых к хло-ридно натриево-кальциевым и затем кальциево-натриевым и магниево-кальциевым по мере увеличения общей минерализации. На рубеже минерализа-ций 280-320 г/л, где достигается предел растворимости по галиту, происходит перестройка катионного состава, содержание натрия начинает уменьшаться, а содержание более сильно гидратирующегося кальция резко увеличивается. В [1], [2] было теоретически предсказано резкое изменение характеристик при-родно- солевых многокомпонентных систем в данном интервале концентраций. Несомненно, эти изменения приведут к различиям в технологических свойствах рассолов и различной способности к извлечению ионов в технологических процессах.

Нами для рассолов Сибирской платформы выявлена область резкого изменения физико-химических и структурных свойств, а именно интервал минера-лизаций 500-550 г/л. В данной области (рис. 7) происходит резкое изменение зависимости общей минерализации рассолов от моляльности, что соответствует изменению соотношения содержаний основных ингредиентов рассола - хлорида натрия и хлорида кальция - в сторону интенсивного возрастания содержания СаС12. Мольная доля солей кальция начинает превышать мольную долю солей натрия.

Изменение концентрации Са2+ в рассоле с ростом его общего содержания

1........

л / \

/ \

/

1/\

1 / /___ \ \

\ ----------------- ■V- '

О

а. &

а> Ф

<£ <1

Я о

О о

50000 100000 150000 200000 Концентрация кальция в рассоле, мг/л Рис. 4

Рис. 5

Изменение содержания иона стронция в рассолах Сибирской платформы с ростом их минерализации

120

100

о

500

Минерализация, г/л Рис. 6

1000

Зависимость содержания иона кальция от минерализации рассолов Сибирской платформы

120

-20

О 200 400 600 800 1000

Минерализация, г/л

Обратная зависимость, но с соответствующей закономерностью наблюдается для содержания воды в рассолах (рис.8). До минерализации 500 г/л наблюдается устойчивая тенденция снижения водности рассолов, затем в интервале 500-550 г/л - повышение мольной доли воды, что объясняется локальным высаливающим эффектом хлорид-иона. При минерализации выше 550 г/л наблюдается дальнейшее снижение количества воды, причем с ростом концентрации уменьшение происходит значительно интенсивнее, что объясняется происходящими структурно-химическими перестроениями рассолов и значительным увеличением содержания сильно гидратирующе-гося иона кальция.

Активность воды изменяется в зависимости от минерализации с двумя перепадами в области 280-300 г/л и в области 400-500 г/л (рис. 9).

Вязкость рассолов очень чувствительна к изменению температуры, концентрации и вида растворенных веществ. По зависимости политерм текучести была рассчитана вязкость рассолов ряда проявлений Сибирской платформы и установлено, что с ростом минерализации рассолов вязкость закономерно возрастает и в области минерализаций 450-550 г/л происходит ее резкое, скачкообразное изменение (рис.10), Изменение наклона изотермы вязкости свидетельствует об упрочнении структурных связей в растворителе. При данной концентрации начинается перекрытие упорядоченных гидратационных зон ионов, что сопровождается резким увеличением вязкости, а также изменением в обводненности рассолов. Здесь на фоне нарастающего дефицита воды (см. рис. 8) начинается, по-видимому, координационная дегидратация, состоящая в перераспределении молекул воды гидратных оболочек в пользу наиболее гидрофильных ионов, что и проявляется в резком изменении свойств рассолов.

Таким образом, рассматривая рассолы Сибирской платформы с позиции учения о структуре воды и водных растворов электролитов, можно предположить значительное влияние состава рассолов на их структурно-химические характеристики, которые в свою очередь отражаются на технологических свойствах рассолов и способности отдельных компонентов к выделению в индивидуальные продукты в технологических процессах извлечения.

Установленное на основании изменения физических характеристик рассолов наличие структурных изменений растворителя и в целом рассола требует подтверждения, которое и было выполнено с помощью термодинамических расчетов.

Энтропия как функция состояния системы очень чувствительна к изменению структурных особенностей растворов, на ней отражается любое изменение подвижности молекул воды, в частности, вблизи ионов. Одним из характеристических параметров,

Зависимость минерализации рассолов от моляльности

50 100 150 200 Моляльность, моль/1000 г Н20 Рис. 7

Зависимость водности рассолов от минерализации

1200 1000 800 600 400 200 О

я

-- ►—<

\ I

I

— .....

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Минерализация, г/л Рис. 8

Зависимость активности воды от минерализа ции рассолов Сибирской платформы

<

200

400

600

Минерализация, г/л Рис. 9

Зависимость вязкости рассолов Сибирской платформы от минерализации

25 20 15 10 5

1 ____

100 200

300

400 500 600

Минерализация, г/л j—»—22 оС —д—25 0с j Рис. 10

позволяющих учитывать наряду с соотношением находящихся В рассоле ИОНОВ И ИХ способность К гидратации, то есть характер их влияния на структуру растворителя, является так называемый структурный коэффициент Кстр, который определяется по формуле

Кстр^С^Д^/ХСкЧЛЗа

где С{ и Ск - соответственно концентрации положительно и отрицательно гидратирующихся ионов, мг-экв; |Л8;| и |Д8 к | - соответственно изменения энтропий гидратации положительно и отрицательно гидратирующихся ионов по модулю [2].

Резкое изменение значения структурного коэффициента приходится на ранее выявленные области концентраций рассолов (рис. 11).

Из графика зависимости отношения связанной воды к общей водности (рис, 12), видно, что с точки зрения наличия свободной и связанной воды можно выделить три основные области минерализации. До минерализации 280 г/л происходит снижение количества свободной воды до минимального ее содержания, так как все основное количество воды включено в гидратные оболочки. Далее в небольшом по значению интервале минерализаций с 280 до 320 г/л вода высвобождается из гидратных оболочек, происходит дегидратация ионов. Выход молекул воды из гидратных оболочек должен сопровождаться затратами энергии. Далее до минерализации 540 г/л количество воды, заключенной в гидратные комплексы, несколько возрастает с достаточно резким увеличением ее доли на границе этой зоны. Таким образом, выводы, сделанные на основе расчета структурного коэффициента, позволяют качественно охарактеризовать происходящие в рассолах с ростом минерализации структурные изменения и приблизительно оценить соответствующие им области концентраций.

Выявленные на основании расчета структурного коэффициента области качественного изменения состояния системы рассолов с ростом их минерализации хорошо согласуются с результатами анализа концентрационной зависимости физических характеристик рассолов и изменения их состава.

В связи с тем, что рассолы представляют собой многокомпонентную систему, наиболее важной задачей при извлечении металлов из них является селективность процесса. Разрабатываемые ранее технологические приемы и схемы извлечения основывались чаще всего на предварительном изъятии из рассолов массы макрокомпонентов, а затем доизв-лечении микрокомпонентов. При этом с кальциевыми и магниевыми продуктами уходил практически весь стронций. В связи с этим извлечение стронция никогда не проводилось. Наша задача - разработать технологические основы для извлечения именно стронция.

Зависимость структурного коэффициента от

минерализации рассолов Сибирской платформы

..................1............... XI

1

* } •1 1

1 -1- 1 .................]

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

0,00 ЮО'.ЙО 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00

Минерализация, г/л Рис. 11

V гидратной воды / V гидратной и свободной воды

Г

100 200 300 400 500 600 700

Минерализация, г/л

Рис. 12

На основании расчета форм нахождения ионов в рассолах, проведенного по программе Н02, разработанной М.Б.Букаты, было выявлено, что в крепких хлоридно-кальциевых рассолах стронций находится преимущественно (на 80-90%) в форме простого иона Бг24", кальций же представлен в основном (на 70-90%) в виде соединений типа СаС12 и СаС1+. Это послужило основанием для выявления различий в состоянии данных компонентов в рассолах и их гид-ратировнности. Исследования проводились на основе анализа состояния компонентов в собственных растворах различной концентрации и природных рассолах различной минерализации.

Общая картина гидратации ионов может быть описана на основании взаимно дополняющих друг друга моделей [3]: электростатической теории ионной сольватации К.П.Мищенко - Фрэнка [4,5] и кинетической теории О.Я.Самойлова, которая наиболее успешно объясняет гидратацию молекул [6], Как и отмечает В.А.Латышева [3], наиболее полно выявить изменения, происходящие в растворах под действием растворителя, возможно лишь на основе учета наиболее важных аспектов обеих моделей.

Нами для изучения изменений физических и структурно-химических свойств рассолов применялась термодинамическая трактовка происходящих процессов, с учетом вклада в происходящие измене-

ния энропийной и энтальпийной составляющих. Выявление влияния ближней сольватации очень важно для прогнозирования явления селективности извлечения ионов в технологических процессах, так как именно с ближней сольватацией связаны так называемые транспортные свойства растворов, которые, несомненно, важны для понимания процессов диффузии ионов при ионном обмене.

Было установлено по данным расчета относительного парциального молярного теплосодержания растворенной соли для индивидуальных растворов хлорида кальция и хлорида стронция, моделирующих природные рассолы, что кальций значительно больше гидратирован, чем стронций. Анализ концентрационных зависимостей термодинамических характеристик растворов показал, что в целом имеется тенденция к росту энтропии как в растворе хлорида кальция, так и в растворе хлорида стронция, что свидетельствует об увеличении разупорядочивающего действия данных солей на структуру растворителя, а соответственно и об усилении растворяющей способности воды и гидратации ионов солей в этих условиях.

Результаты определения теплот растворимости хлорида стронция в растворах хлорида кальция, то есть при их совместном присутствии, показали, что растворение хлорида стронция в растворе электролита с одноименным анионом, содержащим достаточно гидрофильный катион Са2+, упорядочивающий структуру воды, сопровождается уменьшением экзо-термичности растворения, что согласуется с выводами К.П.Мищенко [5]. Это свидетельствует об усилении склонности иона стронция к дегидратации. Причем уменьшение экзотермичности происходит строго с ростом концентрации хлорида кальция. Присутствие хлоридов стронция и кальция в форме стехио-метрической смеси ионов с ростом концентрации становится менее выгодным с энергетической точки зрения, на что указывает увеличение свободной энергии системы. Это повышает вероятность их нахождения в ионной форме. Однако для кальция при концентрации выше 4,25 моль/кг Н20 (около 100 г/л) наблюдается уменьшение свободной энергии системы, что свидетельствует о склонности к нахождению его в форме СаС12. Такое различие способствует селективности процессов извлечения стронция и кальция из растворов при повышенных содержаниях хлорида стронция. Это подтверждает выводы В.А.Латышевой о том, «что различия в степени координационной дегидратации ионов щелочноземельных металлов по мере концентрирования растворов выявляются резче» [3].

Совместный анализ представленных данных позволяет сделать два очень важных вывода, касающихся возможности селективного выделения стронция в технологических процессах. Первый заключается в том, что взаимное влияние солей в растворах каче-

ственно меняет характер их поведения и состояние системы в целом, увеличивая склонность соли, содержащейся в меньшем количестве (микрокомпонента), к дегидратации как по абсолютной величине, так и по сравнению с солью, являющейся основным компонентом раствора (макрокомпонентом). Второй вывод заключается в концентрационной зависимости изменения свойств микрокомпонентов как от собственной концентрации, так и, что особенно важно, от концентрации макрокомпонента. Рост концентрации хлорида кальция способствует дегидратации хлорида стронция, причем, чем значительнее разница в их концентрациях, тем в большей степени проявляется данная закономерность. Выводы послужили основанием для анализа возможного соответствия содержания ионных форм компонентов реального рассола его термодинамическим характеристикам.

Для рассолов Сибирской платформы была определена концентрационная зависимость изменения избыточной энергии Гиббса (рис. 13), которая имеет две области перепада значений, соответствующие минерализации 300 и 550 г/л. Следовательно, в данных областях концентраций наблюдается изменение свойств системы. Общая тенденция уменьшения избыточной энергии Гиббса с ростом минерализации свидетельствует об усилении термодинамической устойчивости системы и стабилизации происходящих в ней процессов.

Сравнение изменения избыточной свободной энергии Гиббса (см, рис. 13) и содержания ионной формы стронция и кальция в рассолах (см. рис.5,6) указывает на то, что состояние стронция в рассолах в полной мере определяется общим термодинамическим состоянием системы. Об этом свидетельствует совпадение диапазонов концентраций 300 - 350 г/л и 500 г/л и выше, где происходит скачкообразное изменение свойств рассолов, выражающееся в резкой убыли свободной энергии, и в то же время изменении количества свободных ионов стронция. Однако причины, вызывающие эти процессы в разных

о

5 m

Ь: Г>

3 1С, ^ £ -100 s:

-120 -140

О 100 200 300 400 500 600 700

Минерализация, г/л Рис. 13

Изменение избыточной энергии

Гиббса рассолов с ростом их минерализации

диапазонах, различны: в области 300 г/л - это перестройка катионного состава и достижение границы полной гидратации (по Мищенко), в области 500 г/л -формирование новой гидратной структуры.

Сравнение результатов с данными по индивидуальным солям стронция и кальция (см. рис. 1,2) указывает на качественные изменения, происходящие в реальных рассолах по сравнению с индивидуальными растворами, что свидетельствует о взаимном влиянии компонентов рассола друг на друга и на состояние системы в целом.

Для выявления роли растворителя в изменении состояния системы определен вклад растворителя и растворенных веществ в общее изменение избыточной энергии Гиббса. Результаты расчета избыточной энергии Гиббса растворителя в6*! и суммы растворенных веществ для ряда рассолов представлены в таблице. На рис, 14 показана зависимость изменения избыточной парциальной энергии Гиббса растворителя (воды) от роста минерализации рассолов. Особенностью данной системы является то, что в условиях аномально высоких концентраций компонентов в растворе изменение избыточной энергии Гиббса растворителя весьма значительно и даже превышает вклад, который вносят растворенные вещества. Причем, с ростом минерализации относительный вклад растворителя увеличивается, т.е. роль процессов взаимодействия с участием воды в общем состоянии системы возрастает. Это свидетельствует об усилении взаимодействия растворитель-растворитель в системе по отношению к взаимодействию ион-растворитель, что и проявляется в дегидратации ионов в растворе. Это явление является очень важным для возможности изъятия различных компонентов из рассола посредством технологических методов, основанных на взаимодействиях с ионными формами компонентов. Это такие методы, как ионный обмен или ионная флотация, которые и были предложены в качестве основных технологических методов извлечения щелочных и щелочно-земельных металлов из рассолов.

Таким образом, показано, что в изменение состояния физико-химической системы рассолов вносит вклад как изменение состояния растворителя, так и изменение состояния ионов. Последний вклад обусловлен изменением растворения отдельных солей в условиях высокой концентрации электролитного «солевого» фона, а также изменением гидратиро-ванности ионов.

Для того, чтобы выявить, насколько велика роль изменения состояния растворителя, определили изменение избыточной парциальной моляльной энтальпии 11 (рис.15) и энтропии рассолов Б^* (рис. 16) с ростом их минерализации. В связи с тем, что последний показатель тесно связан со строением раствора, по его изменению можно судить о степени

Изменение избыточной парциальной энергии Гиббса воды с ростом минерализации рассолов

о

-9,2 -9,4 -9.6 -9,8 -10 -10,2 -10,4

I Л I I

/ \ I

/ \ !

/ \ I

! I

100 200 300 400 500

Минерализация, г/л Рис. 14

Изменение парциальной моляльной энтальпии воды в рассолах с ростом минерализации

600 700

100 50

о

-50 -100 -150 -200 -250 -300 -350 -400 -450

\

• _____

100 200 300 400 500 600 700 Минерализация, г/л Рис. 15

Изменение избыточной парциальной энтропии воды в рассолах с ростом минерализации

35,5 35 34,5 34 33,5 33 32,5 32 31,5 31

]

!

/ (

-4 - \ \ !

\ ]

\ _ г/

- |

О 100 200 300 400 500 600 700

Минерализация, г/л Рис. 16

упорядоченности системы, а следовательно, выявить роль структуры растворителя на происходящие процессы. Отрицательные значения 51ех или их уменьшение свидетельствуют об увеличении порядка в системе, положительные или их увеличение - о разупоря-дочивании.

Составляющие избыточной свободной энергии Гиббса рассолов Сибирской платформы

Минерализация, г/л Моляльность (т), моль/кг Н20 Коэффициент активности у) в64, кДж/моль п,Оех, кДж/моль 01ех, кДж/моль кДж/моль ех кДж/моль

33,66 1,04 0,0179 -1,217 -548,38 -9,867 547,163 528,354

204,5 6,86 0,0161 -10,143 -593,157 -10,126 583,014 84,969

298,16 9,94 0,0163 -12,874 -567,154 -10,096 554,28 55,747

341,57 11,38 0,0151 -40,288 -702,74 -10,291 662,452 58,190

531,917 19,92 0,0228 -50,72 -613,971 -9,269 563,251 28,275

649,98 24,81 0,0169 -131,069 -647,508 -10,008 516,439 20,818

Ход кривых изменения энтальпии и энтропии свидетельствует о сложности процессов, происходящих в системе. Увеличение экзотермичности системы до минерализации 250 г/л при постоянстве энтропии указывает на доминирование процесса гидратации над всеми остальными. Значительное снижение экзотермичности системы в области минерализации 250-350 г/л (см, рис, 15) указывает на преобладание в рассолах процесса ослабления связей ион-вода, то есть на дегидратацию ионов. В данной области концентраций это энергетическая дегидратация, так как количественно она связывается в большей степени с ослаблением интенсивности гидратационного взаимодействия при возрастании концентрации. Это видно из сравнения зависимостей энтропии и энтальпии в данной области концентраций. Значения энтропии изменяются незначительно (от 34,4 до 33,5 Дж/моль*К), но тем не менее структурный фактор имеет место с учетом различного воздействия ионов, укрепляющих и разрушающих структуру. Структурный фактор приобретает особенно важное значение, начиная с концентрации 320 г/л, и проявляется в склонности системы к упорядочению структуры, так как первоначальная структура воды уже полностью разрушена и вся вода включена в гидратные сферы, Тем самым создается новая гидратная структура системы, составленной только из однослойно гидра-тированных ионов, непосредственно соприкасающихся своими гидратными оболочками. Причем эн-доэффекты в этой области возрастают и, по-видимому, наибольший вклад вносит эндоэффект, связанный с необходимостью совершения значительной работы на переход молекул воды из существующего состояния в новую гидратную структуру. Этот процесс характерен до концентрации 550 г/л. Выше ее мы наблюдаем вновь рост энтропии и снижение энтальпии, что можно однозначно объяснить тем, что к энергетической дегидратации здесь присоединяется координационная дегидратация, связанная с дефицитом воды. Гидратная однослойная структура начинает разрушаться и происходит перераспределение гидратных оболочек между ионами с возникновением локально более сильно и более слабо гидра-тированных областей вблизи тех или иных ионов (с

учетом их склонности к гидратации), то есть возникновением гидратной структуры нового «порядка». Это сопровождается значительным экзотермическим эффектом, отвечающим полной химической теплоте гидратации. Видно, что избыточная энергия Гиббса в области минерализации выше 320 г/л и до 550 мг/л определяется, в основном, энтропийным (структурным) вкладом (см. рис. 14, 16).

Выявленные закономерности подтверждают сделанные ранее на основе анализа физических свойств рассолов и расчета структурного коэффициента выводы о роли структурных явлений в рассолах и их влиянии на общее состояние системы, а также поведение отдельных ее компонентов.

Таким образом, выявлены две переломные области концентрации рассолов, которые характеризуются изменением термодинамических свойств системы и различием в преобладании процессов гидратации и дегидратации присутствующих в них компонентов. Вследствие совокупности вышеописанных явлений, в рассолах создаются условия для возможности селективного извлечения из них металлов с близкими химическими свойствами, которые, однако, имеют различную склонность к гидратации. Эффективность флотации, протекающей по гидратному механизму, выше и позволяет вести процесс при пониженных концентрациях собирателя, что повышает экономические показатели технологии. В условиях происходящих процессов гидратации-дегидратации стронций становится более доступным для извлечения при помощи методов ионного обмена и ионной флотации, где он извлекается в форме гидратированно-го, либо дегидратированного иона. В области мине-рализаций, где преобладают процессы дегидратации, компоненты рассола будут хорошо извлекаться методами ионного обмена и ионной флотации по адгезионному механизму. В области минерализаций, где гидратированность ионов велика, при ионной флотации будет проявляться гидратный механизм, установленный нами теоретически и подтвержденный технологическими исследованиями.

Комплекс проведенных исследований позволяет предположить, что в системе рассолов, в связи с их высоким солесодержанием и значительной разницей

в содержаниях макро и микро-компонентов, изначально создаются условия для возможности селективного выделения микрокомпонентов. Данные выводы подтверждены нами при разработке технологических схем переработки рассолов Сибирской платформы. Применение ионного обмена и ионной флотации позволило извлекать стронций и кальций в индивидуальные продукты, при этом извлечение стронция составило 82-96%.

Библиографический список

1. Кудельский A.B., Шиманович В.М., Махнач A.A. Гидрогеология и рассолы Припятского нефтегазоносного бассейна. - Мн.: Наука и техника. - 1985. - 223 с,

2. Шиманович В.М., Махнач A.A. Структурно-химические аспекты геохимии рассолов Припятской впадины,-Минск, наука и техника, 1975 г., 100 с.

3. Латышева В,А. Водно-солевые растворы, Системный подход. - СПб.: Изд-во С.-Петербург, ун-та, 1998,-344.С,

4, Frank H.S., Wen W.Y.// Discuss/ Faraday Soc, 1957. -Vol.24, - P, 133-140,

5, Мищенко К,П., Полторацкий Г,M. Термодинамика и строение водных и неводных растворов электролитов. А: Химия, 1976. - 328 с.

6, Самойлов О.Я. Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов. М.:Изд-во АН СССР, 1957, 182 с. I

7, Уланова О.В., Зелинская Е.В. Интенсификация процесса селективного извлечения щелочных и щелочноземельных металлов из природных рассолов // Гидроминеральные ресурсы Восточной Сибири: Сб.научн.тр, -Иркутск, Изд-во ИрГТУ, 2001, - С.158-162,

8, Зелинская Е.В., Пугач О,П. Перспективы извлечения стронция из подземных вод ионной флотацией /Яез. докл, Международной научно-практической конференции "Человек - среда - вселенная», ИрГТУ, 2001,- С.54-56.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.